Учените разработиха малък робот, който да разнася лекарства из човешкото тяло

Изследователи от Северозападния университет успешно разработват изключително малък робот, предназначен да влезе в човешкото тяло и там да стартира определени химически процеси. The ​​Engineer пише, че той може да използва четирите си крака, за да вземе някакъв химически товар и да го транспортира другаде, където да го освободи и така да стартира химична реакция.

Публикувано в списанието Science Robotics, проучването обяснява, че този малък медицински робот е първият по рода си. Активиран от светлина и воден от външно магнитно поле, той не съдържа сложна електроника, а се състои предимно от мек, пълен с вода гел.

Този малък приятел е почти 90% вода по тегло и, описан като четирикрак октопод, той е с размери не повече от 1 сантиметър. Според IFL Science, той може дори да развие скоростта на човешка походка и да пренесе всякакви предвидени частици през силно неравен терен.

За щастие има кадри на този забележителен малък робот в действие.

Въпреки че разполагането му вътре в човешкото тяло най-вероятно ще се случи след години, демонстрацията по-горе ни показва добре как функционира. Проектиран да взаимодейства безопасно с меките тъкани, за разлика от хардуерно по-тежките модели от миналото, роботът може или да ходи, или да се търкаля до местоназначението си в тялото на пациента и да се завърти, за да остави своя товар.

„Конвенционалните роботи обикновено са тежки с много хардуер и електроника, които не са в състояние да взаимодействат безопасно с меки структури, като човешките тъкани“, казва Самюел И. Ступ, професор по материалознание и инженерство, химия, медицина и биомедицинско инженерство в Северозападния университет в САЩ.

„Ние проектирахме меки материали с молекулярна интелигентност, което им позволява да се държат като роботи, в какъвто и размер да са, и да изпълняват полезни функции в малки пространства, под водата или под земята.“

По отношение на навигацията, движението на робота се контролира чрез полагане на магнитно поле в посоката, в която трябва да върви. Въпреки че в момента това изобретение се демонстрира от изследователи, които разбират от технологии, целта е лекари да бъдат обучени, да се запознаят с процеса и сами да управляват човечето.

Що се отнася до действителните компоненти на робота, той по същество се състои от структура, пълна с вода, в която има скелет, направен от никелови нишки. Тези нишки са феромагнитни – и реагират на електромагнитни полета; именно така четирите крака могат да бъдат контролирани от външен източник.

Мекият хидрогел, който включва това пълно с вода тяло, междувременно е синтезиран по химичен път да реагира на светлина. Като такъв, в зависимост от количеството светлина върху машинката, тя или задържа, или изхвърля водното си съдържание – и по този начин се втвърдява или разхлабва, за да реагира повече или по-малко на магнитните полета.

В крайна сметка целта е да се персонализира функцията на робота толкова детайлно, че да може той успешно да ускори химичните реакции в тялото чрез премахване или унищожаване на нежелани частици. Досега обаче изследователският екип иска само този робот да доставя действителни химикали до специфични тъкани, като по този начин може да прилага лекарства по-пряко.

„Като комбинираме заедно движенията при ходене и управление, можем да заложим специфични последователности от магнитни полета, които дистанционно да управляват робота и да го насочват да следва пътеки по плоски или наклонени повърхности“, каза Моника Олвера де ла Крус, която ръководи теоретичната разработка на проекта.

„Тази програмируема функция ни позволява да насочваме робота през тесни проходи и по сложни маршрути.“

В сравнение с по-ранните дизайни, този модел е изключително изтънчен. В миналото малкият робот едва може да направи една крачка на всеки 12 часа. Сега съвсем лесно прави по една крачка в секунда – точно както хората вървят от едно място на друго.“

„Дизайнът на новия материал, който имитира живи същества, позволява не само по-бърза реакция, но и изпълнение на по-сложни функции“, каза Ступ. „Можем да променим формата им и да добавим крака към синтетичните същества и да дадем на тези безжизнени материали нови походки и по-интелигентно поведение.“

„В крайна сметка бихме искали да създадем армии от микророботи, които биха могли да изпълняват сложна задача по координиран начин. Можем да ги настроим молекулярно да взаимодействат помежду си, за да имитират ято птици, бактерии в природата или пасаж риби в океана… развивайки способности, които не са били замислени в този момент.“

В този смисъл Ступ и неговият екип едва започват да разгръщат възможностите на технологията. Крайната точка обаче остава също толкова неизвестна, колкото и самото бъдеще. Въпреки че не е ясно как точно ще бъде използван робота, със сигурност възможностите му изглеждат вълнуващи.